作者 | Juice
編輯 | 曉寒
與其等著被時(shí)代淘汰，不如搶先引領(lǐng)時(shí)代。
在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中廝殺出來(lái)的企業(yè)都深諳這個(gè)道理，成功的企業(yè)如蘋(píng)果、特斯拉等，但也有一些企業(yè)在這個(gè)過(guò)程中慘遭淘汰，如諾基亞、柯達(dá)等。
寧德時(shí)代能夠成為全球動(dòng)力電池領(lǐng)域的老大，自然也懂得這個(gè)道理，雖然靠鋰電池殺出了一條血路，但鋰材料過(guò)分依賴海外進(jìn)口也仍是掛在企業(yè)頭頂?shù)倪_(dá)摩克利斯之劍。
正因?yàn)槿绱?，寧德時(shí)代近期舉辦了一個(gè)頗為大膽的發(fā)布會(huì)，亮出了第一代鈉離子電池。整個(gè)發(fā)布會(huì)非常簡(jiǎn)短，只有十分鐘，但寧德時(shí)代傳遞出來(lái)的信息卻很有分量，實(shí)力詮釋了“人狠話不多”。
寧德時(shí)代著重發(fā)布的鈉離子電池也絕不是賣(mài)弄概念的產(chǎn)品，同時(shí)具備了高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率的優(yōu)點(diǎn)。
事實(shí)上，關(guān)于鈉離子電池的研究很早就開(kāi)始了，但是這么多年沒(méi)有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展也說(shuō)明了技術(shù)難度之高，寧德時(shí)代克服了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面的難題，率先拿出了實(shí)質(zhì)性產(chǎn)品。
看到這里，如果你只認(rèn)為寧德時(shí)代只是推出了一款可以跟三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池媲美的新電池，那你就把這件事想簡(jiǎn)單了。寧德時(shí)代在推出鈉離子電池的背后還有很多考量。
那么寧德時(shí)代重點(diǎn)發(fā)布的這款電池究竟有何優(yōu)越的地方？寧德時(shí)代又為何能夠成為第一個(gè)“吃螃蟹”的企業(yè)呢？在推出這款電池的背后，寧德時(shí)代是怎么思考的呢？
01.同樣的結(jié)構(gòu)，不一樣的“內(nèi)心”
早在今年5月份寧德時(shí)代的股東大會(huì)上，曾毓群就介紹將會(huì)在7月份發(fā)布第一代鈉離子電池，但進(jìn)入7月份后，寧德時(shí)代卻遲遲沒(méi)有動(dòng)作，就在大家都以為這場(chǎng)發(fā)布會(huì)要跳票的時(shí)候，寧德時(shí)代卻來(lái)了個(gè)突然出擊。
7月29日，7月份的倒數(shù)第三天，這天也注定不一般，國(guó)內(nèi)芯片創(chuàng)企地平線亮出了自己的旗艦芯片，讓中國(guó)“芯”更進(jìn)一步，而寧德時(shí)代也拿出了革命性產(chǎn)品鈉離子電池。
顧名思義，鈉離子電池就是一種以鈉離子為電荷載體的電池，主要通過(guò)鈉離子在正負(fù)極之間的嵌入、脫出實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。簡(jiǎn)單來(lái)看，鈉離子電池和鋰離子電池之間主要的差別就是材料不同。
之所以說(shuō)這是一款革命性的產(chǎn)品，是因?yàn)樵诤芏喾矫妫c離子電池都展示出了其優(yōu)越性。
在能量密度方面，鈉離子電池的單體能量密度可以達(dá)到160Wh/kg，雖然跟磷酸鐵鋰電池存在一定的差距，但差距并不大；在充電方面，這種電池在常溫下僅需要15分鐘就能充電至80%以上；熱穩(wěn)定性方面，這款電池的熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求；而在系統(tǒng)集成效率方面，更是可以達(dá)到80%以上。
此外，這款電池在低溫下的性能非常強(qiáng)悍，可以在-20°C低溫的環(huán)境下保持90%以上的放電保持率，這一數(shù)據(jù)遠(yuǎn)超大多數(shù)的電池。
▲鈉離子電池性能情況
如果做一個(gè)數(shù)據(jù)分析圖的話，會(huì)發(fā)現(xiàn)鈉離子電池的各項(xiàng)性能非常均衡，沒(méi)有明顯的短板，堪稱“六邊形戰(zhàn)士”。
作為一種新型的電池，鈉離子電池的生產(chǎn)問(wèn)題卻并不復(fù)雜，寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森博士在發(fā)布會(huì)上介紹，在制造工藝方面，鈉離子電池可以實(shí)現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的完美兼容，產(chǎn)線可以快速切換。一句話概括就是，鋰電池的生產(chǎn)線完全可以直接拿來(lái)用，隨時(shí)都可以投入生產(chǎn)。
雖然產(chǎn)線問(wèn)題不大， 但是動(dòng)力電池畢竟是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈比較長(zhǎng)的行業(yè)，如果想要快速量產(chǎn)鈉離子電池還需要加快建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈。
為此寧德時(shí)代已經(jīng)啟動(dòng)了相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化布局，預(yù)計(jì)將會(huì)在2023年形成基本的產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)寧德時(shí)代也歡迎相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、上游材料供應(yīng)商和下游電池應(yīng)用端一起參與，共同加速鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。
看到這里你可能會(huì)問(wèn)，既然鈉離子電池不用另建產(chǎn)線，技術(shù)也與鋰電池相似，為啥其他企業(yè)現(xiàn)在都沒(méi)做出動(dòng)作呢？
事實(shí)是，其他企業(yè)也在搞，但是沒(méi)搞出來(lái)。從19世紀(jì)開(kāi)始就有企業(yè)開(kāi)始研發(fā)鈉離子電池了，近二十年更是成為了很多企業(yè)的重點(diǎn)研發(fā)方向，遺憾的是，此前并沒(méi)有突出的產(chǎn)品出現(xiàn)。
世上并沒(méi)有完美無(wú)缺的技術(shù)，有優(yōu)點(diǎn)就相應(yīng)的存在缺點(diǎn)，鈉離子電池也是如此。與鋰離子相比，鈉離子就是一個(gè)大胖子，這也導(dǎo)致鈉離子電池在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面的要求都更嚴(yán)格，而這一點(diǎn)更是長(zhǎng)久以來(lái)的難點(diǎn)。
02.為什么寧德時(shí)代會(huì)成為第一個(gè)“吃螃蟹”的企業(yè)？
行文至此，上面這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)成為了繞不開(kāi)的一個(gè)問(wèn)題。
那么，寧德時(shí)代靠的是什么呢？靠的正是超過(guò)5000名科研人才不斷的研究。
動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)瓶頸區(qū)，材料上的突破非常困難，所以很多電池企業(yè)開(kāi)始在物理結(jié)構(gòu)方面下功夫。但寧德時(shí)代方面不這么認(rèn)為，直接揚(yáng)言道：“我們認(rèn)為，電化學(xué)的世界，就像能量魔方，未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知，我們樂(lè)此不疲地探索著其中的奧秘?！?
而鈉離子電池的推出則是對(duì)這句話最好的佐證。寧德時(shí)代從正負(fù)極材料、計(jì)算平臺(tái)甚至系統(tǒng)方面都找到了一條合適的路徑。
正極材料上，寧德時(shí)代采用了可容量比較高的普魯士白材料，并且還對(duì)材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了電荷重排，解決了普魯士白在循環(huán)過(guò)程中容量快速衰減的核心難題。
在負(fù)極材料上，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。
在解決了材料的問(wèn)題之后，還需要思考如何才能充分發(fā)揮材料的性能。寧德時(shí)代方面構(gòu)建了一個(gè)高通量材料集成計(jì)算平臺(tái)，在原子級(jí)別對(duì)材料進(jìn)行模擬計(jì)算和設(shè)計(jì)仿真。
憑借著對(duì)原理的深刻理解，借助先進(jìn)的算法和強(qiáng)大的算力，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)出了更適合鈉離子電池的各類材料，有信心將下一代鈉離子電池能量密度提升到200Wh/kg以上。
但在現(xiàn)階段，鈉離子電池的能量密度短板也導(dǎo)致了其并不能很好的成為車(chē)載動(dòng)力電池。在這方面寧德時(shí)代的解決方法非常有想象力，開(kāi)發(fā)出了AB電池系統(tǒng)解決方案。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將鋰離子電池和鈉離子電池按一定的比例進(jìn)行混搭，放到同一個(gè)電池系統(tǒng)里面，形成一個(gè)“夾心電池”，然后通過(guò)BMS的精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。這樣做的好處既解決了現(xiàn)階段鈉離子電池能量密度的短板，又能發(fā)揮出其高功率、低溫性能好的優(yōu)勢(shì)。
通過(guò)這些措施，寧德時(shí)代基本上將鈉離子電池的難題逐個(gè)擊破，產(chǎn)業(yè)化的前景變得非常明朗。雖然現(xiàn)階段鈉離子電池未必比三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池更優(yōu)秀，但是新的技術(shù)路線也能夠讓整個(gè)動(dòng)力電池行業(yè)變得更加多元化，能夠推動(dòng)能源革命早日完成。
03.未雨綢繆，寧德時(shí)代堅(jiān)持技術(shù)革新
寧德時(shí)代目前已經(jīng)是公認(rèn)的動(dòng)力電池領(lǐng)域的老大了，高性能的鋰離子電池也是寧德時(shí)代的標(biāo)簽之一，那么拿出鈉離子電池是不是寧德時(shí)代要對(duì)自己進(jìn)行革命？
其實(shí)這并不沖突，做一個(gè)比喻，鋰離子電池就好比一個(gè)人的左手，鈉離子電池則好比右手，短時(shí)間來(lái)看，好像是左右手在互相搶奪，但就像金庸在《射雕英雄傳》中寫(xiě)的那樣，周伯通在左右手互搏中找到了平衡，直接悟出左右互搏術(shù)這樣的絕學(xué)。寧德時(shí)代也正在領(lǐng)悟自己的絕學(xué)。
但更重要的是，寧德時(shí)代這么做也是未雨綢繆，在為將來(lái)做打算。就在寧德時(shí)代發(fā)布鈉離子電池時(shí)，華為也發(fā)布了最新的旗艦手機(jī)P50系列，但由于射頻芯片被卡了脖子，身為5G技術(shù)領(lǐng)頭羊的華為，卻只能在最新旗艦手機(jī)上采用4G技術(shù)。
動(dòng)力電池行業(yè)也有類似的隱患，無(wú)論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，本質(zhì)上都離不開(kāi)鋰材料的支撐。但公開(kāi)資料顯示，全球近91%的鋰礦儲(chǔ)量主要分布在智利、阿根廷、美國(guó)、津巴布韋、葡萄牙、澳大利亞、中國(guó)、加拿大和巴西等９個(gè)國(guó)家。
我國(guó)的鋰資源儲(chǔ)量為150萬(wàn)噸，占全球總資源儲(chǔ)量的7.12%，僅看數(shù)據(jù)的話，我國(guó)鋰資源儲(chǔ)量并不少，但現(xiàn)實(shí)是，我國(guó)的鋰資源非常依賴進(jìn)口，進(jìn)口量幾乎達(dá)到90%以上，而今年以來(lái)鋰材料還在不斷的漲價(jià)。
從這點(diǎn)來(lái)看，鋰資源終究面臨著卡脖子的風(fēng)險(xiǎn)，一旦海外企業(yè)因?yàn)橥獠吭赝Ｖ瓜驀?guó)內(nèi)供貨，那么國(guó)內(nèi)的鋰礦供應(yīng)將會(huì)出現(xiàn)大問(wèn)題，甚至?xí)苯佑绊懙絿?guó)內(nèi)的動(dòng)力電池行業(yè)。
在這種情況下，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)鈉離子電池就更有必要了，地球上儲(chǔ)量最多的是海水，而海水中含有大量的氯化鈉，這也就意味著鈉材料的含量非常充足。
只有一直具備居安思危的意識(shí)，一家企業(yè)才有可能獲得長(zhǎng)久的發(fā)展。
不過(guò)，除了對(duì)自身技術(shù)的完善，以及對(duì)未來(lái)的深刻思考，寧德時(shí)代在此時(shí)發(fā)布鈉離子電池也踩上了政策的風(fēng)口。
7月15日，國(guó)家發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出：新型儲(chǔ)能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，將在推動(dòng)能源領(lǐng)域碳達(dá)峰碳中和過(guò)程中發(fā)揮顯著作用。要加快飛輪儲(chǔ)能、鈉離子電池等技術(shù)開(kāi)展規(guī)?；囼?yàn)。
這是國(guó)家首次在政府文件中對(duì)鈉離子電池做出指示，并且明確點(diǎn)出了鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
而從產(chǎn)品上來(lái)看，鈉離子電池也確實(shí)符合儲(chǔ)能的要求，現(xiàn)階段儲(chǔ)能主要是采用的磷酸鐵鋰電池，鈉離子電池除了能量密度略低于磷酸鐵鋰電池，其他方面如安全性、系統(tǒng)集成效率、低溫性能、快充性能、使用壽命等都超越了磷酸鐵鋰電池。
在技術(shù)驅(qū)動(dòng)的行業(yè)里，一項(xiàng)技術(shù)不可能永遠(yuǎn)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，企業(yè)保持居安思危的意識(shí)，不斷的創(chuàng)新才能獲得長(zhǎng)久的發(fā)展，在保證技術(shù)領(lǐng)先的前提下，市場(chǎng)和機(jī)遇也會(huì)不期而遇，蘋(píng)果、特斯拉都是這方面的佼佼者，而現(xiàn)在，這一陣營(yíng)中又加入了寧德時(shí)代這樣的實(shí)力玩家。
